DE19801519B4 - GPS telescope - Google Patents
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Abstract
Fernrohr
zur Positionsbestimmung eines fernen Objekts und zum Beobachten
eines Objektbildes in einem Sichtfeid, mit
einem Positionsbestimmungssystem
zum Berechnen der gegenwärtigen
Position des Fernrohrs aus einem GPS-Satellitensignal,
einem
Kommunikationssystem, das mit einer externen Einrichtung in Verbindung
steht, die Informationen über
ihre Position senden kann,
einem Relativpositionsbestimmungssystem
zum Bestimmen der Relativposition der externen Einrichtung gegenüber derjenigen
des Fernrohrs aus der mit dem Positionsbestimmungssystem erhaltenen
aktuellen Position und von der externen Einrichtung empfangener
Positionsinformation, und
einem Anzeigesystem zur Anzeige von
Informationen der Relativposition der externen Einrichtung gegenüber dem Fernrohr.Telescope for determining the position of a distant object and for observing an object image in a field of view, with
a position determining system for calculating the current position of the telescope from a GPS satellite signal,
a communication system in communication with an external device that can send information about its position,
a relative position determining system for determining the relative position of the external device from that of the telescope from the current position obtained with the position determining system and position information received from the external device, and
a display system for displaying information of the relative position of the external device relative to the telescope.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fernrohr, das ein globales Positioniersystem (GPS) nutzt.The The invention relates to a telescope that is a global positioning system (GPS) uses.
Üblicherweise werden Fernrohre als Instrumente zum Beobachten ferner Objekte genutzt. Ein Fernrohr erweitert den Sichtwinkel eines fernen Objekts und ermöglicht dem Benutzer die Beobachtung dieses Objekts in einem Sichtfeld. Im folgenden wird mit "Fernrohr" jedes optische Instrument bezeichnet, das diese Definition erfüllt. Somit ist es nicht nur ein einfaches Fernrohr, sondern auch ein Doppelfernrohr, Periskop o.ä.Usually telescopes are used as instruments for observing distant objects. A telescope extends the viewing angle of a distant object and allows the user observing this object in a field of view. In the following, with "telescope" every optical instrument which satisfies this definition. So it's not just that a simple telescope, but also a binocular, periscope etc.
Ein Doppelfernrohr, also ein Fernglas, erleichtert die Beobachtung eines fernen Objekts. Will der Benutzer ein fernes Objekt beobachten und ist dessen Position und/oder Richtung unbekannt, so muß er in allen Richtungen sorgfältig danach suchen.One Binoculars, so a pair of binoculars, facilitates the observation of a distant object. The user wants to watch a distant object and if its position and / or direction is unknown, it must be in all directions carefully search for.
Wenn sich z.B. ein Teilnehmer einer Jagd- oder Bergsteigergruppe zufällig verirrt, so muß er mit dem Fernglas gefunden werden. Oft ist es schwierig, ihn in das Sichtfeld zu bringen, wenn seine Position relativ zur Gruppe unbekannt ist. In diesem Fall ist es schwierig für ihn, seine eigene Position genau bekanntzugeben.If e.g. a participant of a hunting or mountaineering group accidentally lost, he has to be found with binoculars. Often it is difficult to get into it To bring visual field if its position relative to the group unknown is. In this case, it is difficult for him, his own position to announce exactly.
Obwohl er mit einem weiteren Teilnehmer der Gruppe über eine Funkverbindung o.ä. kommunizieren kann, ist das Festlegen der relativen Positionen schwierig, wenn die kommunizierenden Teilnehmer ihre jeweils genaue Position nicht kennen und sie daher auch nicht gegenseitig mitteilen können. Es ist also extrem schwierig, den verlorenen Teilnehmer von der fernen Position des Fernglases her zu erkennen.Even though he with a further participant of the group over a radio connection o.ä. communicate can, setting the relative positions is difficult if the communicating participants do not know their exact position and therefore they can not communicate with each other. It is So extremely difficult, the lost participant from afar Detect position of the binocular ago.
Fernrohre
mit GPS-Positionsbestimmungssystemen sind aus der JP-A-08201703,
der JP-A-05072486 und der
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Fernrohr anzugeben, das bei unbekannter Zielposition das Ziel sicher in das Sichtfeld bringt. Hierzu soll eine Möglichkeit zur genauen Angabe der relativen Positionen geschaffen werden, wobei der Benutzer seine eigene Position jeweils genau ermitteln kann.It Object of the invention to provide a telescope, the unknown Target position brings the target safely into the field of view. For this purpose should a possibility to specify the relative positions, wherein the user can determine his own position exactly.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The Invention solves This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous Further developments are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung sieht bei einem Fernrohr die Nutzung eines globalen Positioniersystems vor, das Satellitensignale empfängt und die genaue Position ermittelt. Ferner hat das Fernrohr ein Kommunikationssystem, durch das die Positionsinformation mit einer weiteren externen Einrichtung ausgetauscht werden kann. Aus den Positionsinformationen kann die Position der externen Einrichtung relativ zum Fernrohr erhalten und dem Benutzer angezeigt werden. Die Relativposition wird visuell z.B. als Entfernung, Höhenunterschied und Azimutwinkel angegeben, so daß der Benutzer die Position der externen Einrichtung relativ zu dem Fernrohr leicht feststellen kann.The Invention sees in a telescope the use of a global positioning system which receives satellite signals and the exact position determined. Furthermore, the telescope has a communication system, by the position information with another external device can be exchanged. From the position information, the position the external device relative to the telescope received and the user are displayed. The relative position is visualized e.g. as distance, height difference and azimuth angle specified so that the user's position the external device relative to the telescope easily notice can.
Auch wenn die Position der externen Einrichtung unbekannt ist, kann das Teleskop direkt auf sie gerichtet werden, da ihre Position relativ zum Fernrohr angezeigt wird. Wenn die externe Einrichtung oder ihr Benutzer im Sichtfeld des Teleskops ist, können die Position und der Höhenunterschied der externen Einrichtung genau festgelegt werden.Also if the position of the external device is unknown, that can Telescope can be aimed directly at them, as their position relative to the telescope is displayed. If the external device or her User is in the field of view of the telescope, can the position and the height difference of the external organization.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:The The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. In this demonstrate:
Das
Fernglas
Diese
Einzelpunkterfassung läuft
folgendermaßen
ab: Zunächst
wird aus dem Unterschied einer Zeitinformation von jedem GPS-Satelliten
und einer Zeitinformation eines internen Taktsignals des GPS-Empfängers
Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Position mit den Signalen von vier GPS-Satelliten berechnet. In diesem Fall können vier Informationsarten erhalten werden, nämlich die Höhe, die Länge, die Breite und die Zeit. Möglicherweise können nur die von drei GPS-Satelliten abgegebenen Signale genutzt werden. Es ergeben sich dann drei Informationsarten, nämlich die Länge, die Breite und die Zeit. Beispielsweise auf See kann die Höhe mit nahezu Null angenommen werden. In diesem Fall ist die Höheninformation nicht erforderlich, und es können durch Nutzung der Signale nur dreier Satelliten die nötigen Informationen der Länge, der Breite und der Zeit erhalten werden.at the embodiment described here the position is calculated with the signals of four GPS satellites. In this case, you can four types of information are obtained, namely the height, the length, the width and the time. Maybe only the signals emitted by three GPS satellites are used. There are then three types of information, namely the length, the width and the time. For example, at sea, the altitude can be almost zero become. In this case, the altitude information not required, and it can by using the signals only three satellites the necessary information the length, the width and the time are obtained.
Das
Hauptgehäuse
Das
Hauptgehäuse
Ferner
dient zum Anzeigen der Positionsinformation wie einer Relativposition
gegenüber
der externen Einrichtung, abgeleitet durch das vorstehend genannte
Relativpositionsrechensystem, eine interne Anzeigeeinheit
Beobachtet
der Benutzer ein fernes Ziel, d.h. die externe Einrichtung, mit
dem Fernglas
Positionsinformation
(Breite, Länge
und Höhe
der Position des Fernglases
die
Positionsinformation (Breite, Länge
und Höhe) der
externen Einrichtung (d.h. des Fernglases des anderen Benutzers)
abgegeben von dieser; und
eine Relativpositionsinformation
der Positionsbeziehung des Fernglases
der
externen Einrichtung, mit Entfernung, Höhenunterschied, Azimutwinkel
der externen Einrichtung relativ zum Fernglas
Position information (width, length and height of the position of the binoculars
the position information (latitude, longitude, and altitude) of the external device (ie, the other user's binoculars) output from it; and
a relative position information of the positional relationship of the binoculars
the external device, with distance, height difference, azimuth angle of the external device relative to the binoculars
Es sei bemerkt, daß beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Azimutwert eines Winkels gegenüber geographisch Nord als eine Teilinformation der Relativposition dargestellt wird. Es ist aber auch möglich, einen Winkel relativ zu magnetisch Nord aus dem Azimutwinkel und der anderen Positionsinformation zu berechnen. Es kann also auch der Winkel relativ zu magnetisch Nord anstelle des Azimutwinkels angezeigt werden.It be noted that when Embodiment described here an azimuth of an angle to geographic north as one Part information of the relative position is displayed. But it is also possible, an angle relative to magnetic north from the azimuth angle and to calculate the other position information. So it can too the angle relative to magnetic north instead of the azimuth angle are displayed.
Die
interne Anzeigeeinheit
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
stellen die externe Anzeigeeinheit
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
hat das Fernglas
Die
Operationseinheit
einen
Schalter zum Ein- und Ausschalten einer Stromversorgungseinheit
einen Schalter zum Empfangen der GPS-Signale;
einen
Schalter zum Senden von Daten an die externe Einrichtung; und
einen
Schalter zum Empfangen von Daten von der externen Einrichtung.The operation unit
a switch for turning on and off a power supply unit
a switch for receiving the GPS signals;
a switch for sending data to the external device; and
a switch for receiving data from the external device.
Die
Operationseinheit
Der
Kommunikationsumschalter
Es
sei angenommen, daß das
Fernglas
Die
Informationen (Positionsinformation und Zeit für die Position A) werden der
CPU
Bei
dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird die Positionsinformation der Position A, d.h. die Koordinaten
x, y, z für
das dreidimensionale rechtwinklige Koordinatensystem von der CPU
Die
Positionsinformation wird automatisch und abwechselnd entsprechend
dem Rechnen der gegenwärtigen
Position und/oder den von der externen Einrichtung erhaltenen Signalen
dargestellt. Während
der Kommunikation mit dem anderen Fernglas
Das
Anzeigeverfahren ist nicht auf das vorstehend beschriebene begrenzt,
es kann so abgeändert
werden, daß die
Anzeige- und Nichtanzeigezustände
bei Betätigen
des Anzeigeschalters abwechselnd dargestellt werden. Alternativ
kann diese Abänderung
ferner so weitergebildet werden, daß die gegenwärtige Position
des Fernglases
Die
in beschriebener Weise erhaltene Positionsinformation wird folgendermaßen gesendet.
Wie bereits beschrieben, wird für
das Fernglas
In
diesem Zustand betätigt
der Benutzer
In
dem Fernglas
In
dem Fernglas
Aus
den Positionsdaten (x, y, z) und den Zeitdaten des Fernglases
Wenn
die Operationen für
die Anzeigedaten abgeschlossen und die berechneten Daten in dem Anzeigedatenspeicher
Der
Benutzer des Fernglases
Die
Darstellung von Informationen auf der internen Anzeigeeinheit
Darstellung von Datum und ZeitPresentation of date and time
- 20.12.9612/20/96
- 10.28 Uhr10.28 clock
Die
externe Anzeigeeinheit
Zumindest die Position des Benutzers und die Entfernung, der Höhenunterschied und der Azimutwinkel des anderen Benutzers werden dargestellt, die weiteren Informationen können entfallen.At least the position of the user and the distance, the height difference and the azimuth angle of the other user are displayed more information can omitted.
Wenn
die Richtung des Fernglases
Vorstehend
wurde die Anzeige bei dem Fernglas
Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel benutzen beide
Benutzer
Das vorstehend beschriebene Fernglas empfängt das GPS-Signal von den GPS-Satelliten, um seine Position und die Zeit zu berechnen. Ferner empfängt das Fernglas Positionsinformationen von einer externen Einrichtung eines ähnlichen Fernglases an einer anderen Position, um Entfernung, Höhenunterschied und Azimutwinkel zu erhalten, und stellt diese Werte auf einer Anzeigeeinheit dar. Daher hat ein Fernglas nach diesem Ausführungsbeispiel eine gegenüber bisherigen verbesserte Funktion, denn auch wenn die Position des anderen Benutzers unbekannt ist, kann die eigene Position genau bestimmt werden, und die Position sowie die Entfernung, der Höhenunterschied und der Azimutwinkel des anderen Fernglases gegenüber der eigenen Position können bestimmt werden.The Binoculars described above receive the GPS signal from the GPS satellites to to calculate his position and time. Furthermore, this receives Binoculars position information from an external device of a similar Binoculars at a different position, distance, height difference and azimuth angle, and set these values on a display unit Therefore, a pair of binoculars according to this embodiment has one over previous ones improved function, because even if the position of the other user unknown is, the own position can be determined exactly, and the position as well as the distance, the height difference and the azimuth angle of the other binoculars over the own position can be determined.
Die darzustellenden Positionsinformationen sind Breite, Länge und Höhe. Dies kann jedoch abgeändert werden, so daß beispielsweise auch die Koordinaten des dreidimensionalen rechtwinkligen Koordinatensystems dargestellt werden.The Position information to be displayed is latitude, longitude and Height. This but can be changed so that, for example also the coordinates of the three-dimensional rectangular coordinate system being represented.
In
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erhält der GPS-Empfänger
In
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird erläutert, daß der Benutzer
Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Positionsdaten
durch manuelles Betätigen
der Operationseinheit
Die
Datenkommunikation entsprechend dem in
Das
Fernglas
Gemäß
Bei
dem Ausführungsbeispiel
werden mit Bezug auf die in dem Speicher
Wenn
der Datensendeschalter des Fernglases
Das
Fernglas
Wenn
der Sendewunschschalter des Fernglases
Bei
Empfang des Sendewunschsignals von dem Fernglas
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